Kvantno računarstvo i veštačka inteligencija (AI) mogu izgledati udaljeni jedno od drugog kao Njujork i Los Anđeles. Ali prema direktoru Duke Kuantum Centra (DKC) Krisu Monrou, ova dva subjekta su praktično susedi.
„O kvantu i veštačkoj inteligenciji se često govori zajedno, i to ima smisla jer će kvantum ubrzati sledeću generaciju veštačke inteligencije“, rekao je Monro, ugledni predsednički profesor porodice Gilhuli na Univerzitetu Djuk sa imenovanjima u oblasti elektrotehnike i računarstva i fizike. „Čak je i ChatGPT, trenutno dete koje se bavi najsavremenijom AI tehnologijom, trenutno ograničeno u svojim sposobnostima jer računari ne mogu da prave korelacije između triliona objekata. Jednostavno nema dovoljno memorije u računaru da to uradi.“
Monro govori, naravno, o tradicionalnim računarima koji koriste bitove i koji daju/ne procenjuju. Kvantni sistemi tipa koji Monro i njegove kolege u DKC-u grade imaju potencijal za beskonačno više računarske snage — što bi teoretski moglo da se prevede u beskonačno sposobnije AI alate.
„Mašinsko učenje i veštačka inteligencija su toliko interesantni jer su veoma empirijski“, rekao je Jungsang Kim, ugledni profesor elektrotehnike i računarskog inženjerstva porodice Schiciano u Dukeu, koji je sa Monroom suosnivao kompaniju za kvantno računarstvo IonK, koja se bavi saradnicima iz industrije.
„Mi bacamo mnogo podataka i modela i računarske snage na problem, ali imamo ograničen uvid o tome kako i zašto AI tehnologija funkcioniše. Ipak, ona je dostupna za upotrebu i već je imala ogroman uticaj. U mašinskom učenju i prostoru veštačke inteligencije , zaista zanimljivo pitanje je: ‘Postoje li mogućnosti da kvantum zaista napravi razliku?’
Veliki jezički modeli (LLM) su svakako vešti u sumiranju brda podataka ili predstavljanju visoko stilizovanog teksta. Ali u ovom trenutku, LLM ne mogu da idu u korak sa specijalizovanim znanjem – prema ChatGPT-u, njegovo poslednje ažuriranje o napretku u kvantnom računarstvu napravljeno je u septembru 2021. – niti mogu sintetizovati ideje ili generisati nove.
Evo kratkog primera. Trenutno, ako korisnik upita ChatGPT zašto je Julija upoređena sa suncem na balkonskoj sceni Romea i Julije, alatka vraća ovaj odgovor:
„Upoređujući Juliju sa suncem, Romeo prenosi nekoliko značenja:
To je sasvim zadovoljavajući sažetak onoga što je sigurno ogromna literatura o ovoj temi. Međutim, kada su pozvani da napišu novo poređenje upoređujući Juliju sa drugim planetarnim telom, nedostaci LLM-a su jasno objavljeni u njegovom odgovoru: „Džulijetino prisustvo u mom životu je kao daleka planeta, zadivljujuća i misteriozna, sa orbitom koja vuče na veoma tkanina mog bića.“
Problem sa tom poređenjem generisanom veštačkom inteligencijom — osim što više podseća na „Beležnicu“ nego na „Romeo i Julija“ — je u tome što orbita ne vrši nikakvo povlačenje, što je ChatGPT priznao kada se pritisne.
Jezički modeli kao što je ChatGPT su probabilistički, što znači da generišu nizove reči na osnovu verovatnoće koja će reč verovatno slediti sledeću – što je verovatno rezultiralo netačnim jezikom u primeru iznad. S obzirom na ogroman broj reči i konfiguracija u kojima su raspoređene i preuređene da bi se formirale rečenice, unutrašnji matematički modeli koji ih podupiru i količina podataka potrebnih za njihovu obuku su ogromni.
Bezbrojne korelacije koje modeli moraju da naprave teško je uhvatiti klasičnim računarima, ali postoji očigledna spoznaja da bi superiorna sposobnost kvantnih računara da prepoznaju obrasce i predvide više istovremenih ishoda mogla dati prednost modelima AI.
„Ako koristite kvantne modele za snimanje strukture podataka poput slika, oni su veoma efikasni — čak i sada, sa malim kvantnim računarima koje imamo“, rekao je Kim.
Generativna AI obuhvata samo mali deo aplikacija za mašinsko učenje, a za preduzeća postoje nebrojene mogućnosti da automatizuju zadatke ili ih učine efikasnijim pomoću mašinskog učenja – dizajn poluprovodničkih čipova je jedan primer.
To je jedan od razloga zašto se kvantne inicijative još uvek šire širom sveta. Ali značajan izazov za ove nove igrače je izjednačenje na terenu kojim je decenijama dominiralo nekoliko ključnih timova.
SAD su uložile značajno u istraživanje i razvoj kvantnog računarstva od sredine 1990-ih, a Ujedinjeno Kraljevstvo i Singapur brzo su sledili njihov primer. Sada, mnoštvo drugih zemalja pokreće sopstvene kvantne inicijative – ali sa ranim usvojiteljima koji su tako daleko napredovali na frontu istraživanja i razvoja, pridošlice idu alternativnim putevima.
„U kvantu postoje proizvođači i oni koji uzimaju“, rekao je Kim. „Proizvođači razvijaju tehnologije i prave uređaje. SAD imaju mnogo proizvođača, od startapova do velikih kompanija koje prave kvantne računarske uređaje, jer smo mi razvili tehnologiju ovde. Zatim postoje oni koji uzimaju — ovi ljudi nisu nužno zainteresovani da sami prave kvantne računare, ali žele da shvate kako da iskoriste tehnologiju proizvođača u korist svog poslovanja. Oni imaju priliku da pobede kroz partnerstva i ne bi trebalo da se stide da iskoriste napredak koji je ostvarila industrija u drugim zemljama.“
„Neki ljudi brinu da je kvantna računarska tehnologija prenaglašena, da idemo ka ‘Dolini smrti’, gde je vertikalna osa količina ulaganja ili interesovanja za tehnologiju, a horizontalna osa vreme,“ rekla je Monro. „To se još naziva i ciklus hiperaktivnosti. Kada dođete do samog vrha, a tehnologija je još godinama daleko od realizacije, ljudi postaju razočarani.“
Nacionalna kvantna inicijativa, koja je pokrenuta 2018. godine, dala je Nacionalnu naučnu fondaciju, Odeljenje za energetiku i Nacionalni institut za standarde i tehnologiju novim programima za unapređenje kvantnog računarstva, od kojih je Duke zauzeo značajan deo. IARPA je uložila 31 milion dolara u partnerstvo između Monroe, Kim i Michael J. Ficpatrick-a, uvaženog profesora elektrotehnike i računarstva Kena Brauna; finansiranje je omogućilo trojci da nabavi višekanalne optičke modulatore koji hvataju i upravljaju atomima, čineći korake napred i granice njihovog istraživanja hvatanja jona mogućim.
Sada, Kongres razmatra Nacionalnu kvantnu inicijativu za obnovu. Kim trenutno služi kao specijalni savetnik Koreje, koja postavlja temelje sopstvenog programa kvantnog računarstva vrednog 2,5 milijardi dolara. Brazil, Španija, Južna Afrika i Velika Britanija su prošle godine pokrenule nove inicijative za kvantno računarstvo.
Ako su ove investicije neki pokazatelj, interesovanje za tehnologiju nije dostiglo svoj vrhunac. Ali ne morate da verujete na reč Kim i Monroe; samo pitajte sam ChatGPT.
„Kvantno računarstvo ima potencijal da donese značajan napredak u različitim oblastima, uključujući mašinsko učenje i obradu prirodnog jezika, što bi potencijalno moglo poboljšati modele poput mene. Međutim, stepen do kojeg će kvantno računarstvo direktno uticati na moje sposobnosti zavisi od specifičnog razvoja koji se dešavaju na terenu. Kako polje napreduje i izazovi se rešavaju, možda ćemo videti konkretnija i značajnija poboljšanja u veštačkoj inteligenciji i drugim tehnologijama.“
